优仕特六自由度平台,工业优仕特行星滚柱丝杠电动缸设计
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优仕特六自由度平台,工业优仕特行星滚柱丝杠电动缸设计
什么是行星滚柱丝杠
我们先看一下行星滚柱丝杠的结构
行星滚柱丝杠的结构示意图
粗略看其结构形式与普通的丝杠没有太大分别
首先是一根的螺纹丝杠（如下图），其长度决定了运动行程
螺纹丝杠
然后是一组带有螺纹的滚柱，滚柱的数量取决于丝杠的直径的丝杠推力的大小，这一组滚柱被均匀的排列固定在一对法兰的圆周上，每个滚柱都可以自转，再用圆柱套筒封装，组成行星滚柱总成，如下图所示。
行星滚柱螺母总成
这其实是与滚珠丝杠差别最大的地方。
并且我们注意到在滚柱的端侧不仅有螺纹，还有齿牙。通过下面的截面图看得更加清楚，滚柱端部齿牙与圆柱套筒内侧齿牙咬合，当滚柱自转时，整个滚柱组和法兰也会在套筒内侧旋转。这个和行星齿轮减速机的原理非常像。
行星滚柱螺母总成截面
将行星滚柱总成像螺母一样套装在螺纹丝杠上，如下图所示。当丝杠旋转时，由于滚柱和丝杠螺纹槽的咬合作用，整个滚柱螺母总成就会沿着丝杠直线方向运动。
行星滚柱丝杠
如果电动缸内部采用上述的行星滚柱丝杠，其结构形式和传动原理是同滚珠丝杠电动缸类似的，如下图，伺服电机驱动丝杠旋转，从而使行星滚柱螺母总成带动电动缸推杆完成直线往复推拉运动。
那么，采用了行星滚柱丝杠的电动缸，在性能上有什么不同呢？
超长寿命
当丝杠旋转并在推杆上产生推（拉）力时，作用力在滚珠丝杠上的力是施加在各个滚珠球面上的一个点的。
滚珠丝杠作用力示意图
而这个力在滚柱丝杠上则是施加在螺纹面上的。
滚住丝杠作用力示意图
在同样的体积空间内，滚柱丝杠的受力承载面积是滚珠丝杠的15倍以上
受力承载面积比较
因此，相对于同规格滚珠丝杠，滚柱丝杠可以提供15倍以上的使用寿命
更高的效率
滚珠丝杠中相邻的珠子在运动中相互撞击，从而会导致发热和磨损。
滚柱丝杠的小滚柱以行星的形式在大滚柱周围，没有相互间的碰撞，因此可以提供更高的传动效率。
滚珠丝杠的珠子相互间的摩擦和振动导致了能量的损耗
另外，滚珠丝杠循环槽的尖锐的拐角使得其珠子产生振动和噪音
这些都限制了其速度，仅在1000rpm左右。
而滚柱丝杠则不同，首先其行星滚柱都经过精密磨削
同时，滚柱丝杠摒弃了滚珠的循环槽，因此，行星丝杠可高效的运作。
这些都使滚柱丝杠的可以达到极高的转速，可超过6000 rpm。
易于维护
当拆卸滚珠丝杠的滚珠螺母时，珠子容易掉落。
而滚柱丝杠的小滚柱嵌于螺母中，螺母可以非常方便的取下，易于检测和做重新润滑（不需要任何工具）
很明显，两种不同的丝杠技术难度差异是极大的。
行星滚柱丝杠副是一种将旋转运动和直线运动相互转化的机械装置,随着机器人,电动注塑机及其未来飞行器与武器全电化的发展以及化工,重载机床对大推力,高精度,长寿命直线作动装置的需求,行星滚柱丝杠副引起了各行业的普遍重视.结合行星滚柱丝杠副的特点,研究了行星滚柱丝杠副替代液压执行机构在注塑行业与军工行业运用的可行性.
优仕特科技有限公司, 作为全球精密传动控制系统的品牌,专注研发与制造,业界高传送速度,高精密度,高负重力,与长使用寿命之关键零组件---产品取名为「行星滚柱丝杠」。本 产品广泛应用于国防军事,以及航太等产业。在研发的过程中,优仕特不断赋予本产品高的价值与创新。更调整缩短制程,降低制造成本,以重新吸引过去因过长交期 以及过高价格而却步的使用者。优仕特自我期许,以优的产品,希望能协助业界增加生产效能,强化其制品可靠度,进而创造更高产值。
产品应用：
1、自动化行业:机械人手臂及关节，动感座椅等
2、军工行业:模拟飞行器，模拟仿真，加载，作动器。测试台等
3、汽车行业:压装机，测试仪器等
4、工业行业:食品机械，陶瓷机械，焊接机械，升降平台等
5、医疗器械。
行星滚柱丝杠机构综合了行星轮系、滚珠丝杠、滚针轴承的运动特点，通过在丝杠周围设置若干行星螺纹滚柱，可大幅增加传动过程中丝杠副的受力接触面积，使机构可以承受更大的载荷和冲击，可靠性高，行星滚柱丝杠传动非常适合用于高速重载工作的应用场合。
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